Avec la hausse des prix de l'électricité, la recherche et le développement de ses sources alternatives se poursuivent partout. Dans la plupart des régions du pays, il est conseillé d'utiliser des éoliennes. Pour alimenter pleinement une maison privée en électricité, une installation suffisamment puissante et coûteuse est nécessaire.

Générateur de vent pour la maison

Si vous fabriquez une petite éolienne, vous pouvez utiliser un courant électrique pour chauffer l'eau ou l'utiliser pour une partie de l'éclairage, par exemple des dépendances, des allées de jardin et des porches. Chauffer l'eau pour les besoins domestiques ou le chauffage est le moyen le plus simple d'utiliser l'énergie éolienne sans l'accumuler et la convertir. La question ici est plutôt de savoir s'il y aura assez de puissance pour le chauffage.

Avant de fabriquer un générateur, vous devez d'abord connaître les caractéristiques des vents de la région.

Une grande éolienne, pour de nombreux endroits du climat russe, ne convient pas en raison des changements fréquents dans l'intensité et la direction des flux d'air. D'une puissance supérieure à 1 kW, il sera inertiel et ne pourra pas tourner à fond lorsque le vent changera. L'inertie dans le plan de rotation entraîne des surcharges dues au vent de travers, conduisant à sa défaillance.

Avec l'avènement des consommateurs d'énergie de faible puissance, il est logique d'utiliser de petites éoliennes artisanales de 12 volts maximum pour éclairer la datcha avec des lampes LED ou recharger les batteries des téléphones en l'absence d'électricité dans la maison. Lorsque cela n'est pas nécessaire, le générateur peut être utilisé pour chauffer l'eau.

Type d'éolienne

Pour une zone sans vent, seule une éolienne à voile convient. Pour que l'alimentation soit constante, vous aurez besoin d'une batterie d'au moins 12V, d'un chargeur, d'un onduleur, d'un stabilisateur et d'un redresseur.

Pour les zones peu venteuses, vous pouvez fabriquer indépendamment une éolienne verticale d'une capacité maximale de 2-3 kW. Il existe de nombreuses options et elles sont presque aussi bonnes que les dessins industriels. Il est conseillé d'acheter des éoliennes avec un rotor à voile. Des modèles fiables d'une capacité de 1 à 100 kilowatts sont produits à Taganrog.

Dans les régions venteuses, vous pouvez fabriquer vous-même un générateur vertical pour votre maison, si la puissance requise est de 0,5 à 1,5 kilowatt. Les lames peuvent être réalisées à partir d'outils disponibles, par exemple à partir d'un canon. Il est conseillé d'acheter des appareils plus efficaces. Les moins chers sont les voiliers. Une éolienne verticale est plus chère, mais elle fonctionne de manière plus fiable par vent fort.

Moulin à vent de faible puissance avec vos propres mains

Il n'est pas difficile de fabriquer une petite éolienne maison à la maison. Pour commencer à travailler dans le domaine de la création de sources d'énergie alternatives et accumuler une expérience précieuse dans ce domaine sur la façon d'assembler un générateur, vous pouvez fabriquer vous-même un appareil simple en adaptant un moteur à partir d'un ordinateur ou d'une imprimante.

Eolienne 12 V à axe horizontal

Pour fabriquer une éolienne de faible puissance de vos propres mains, vous devez d'abord préparer des dessins ou des croquis.

À une vitesse de rotation de 200-300 tr/min. la tension peut être portée à 12 volts et la puissance générée sera d'environ 3 watts. Il peut être utilisé pour charger une petite batterie. Pour les autres générateurs, la puissance doit être augmentée à 1000 tr/min. Ce n'est que dans ce cas qu'ils seront efficaces. Mais ici, vous avez besoin d'une boîte de vitesses qui crée une résistance importante et qui a également un coût élevé.

Partie électrique

Pour assembler un générateur électrique, vous avez besoin de composants :

1. un petit moteur provenant d'une ancienne imprimante, d'un lecteur de disque ou d'un scanner ;
2. 8 diodes type 1N4007 pour deux ponts redresseurs ;
3. condensateur d'une capacité de 1000 microfarads;
4. tuyaux en PVC et pièces en plastique;
5. plaques d'aluminium.

La figure ci-dessous montre un schéma du générateur.

Moteur pas à pas : schéma de câblage pour redresseur et stabilisateur

Des ponts de diodes sont connectés à chaque enroulement du moteur, au nombre de deux. Après les ponts, le stabilisateur LM7805 est connecté. Le résultat est une tension de sortie qui est normalement fournie à une batterie de 12 volts.

Les générateurs électriques basés sur des aimants en néodyme avec une force d'adhérence extrêmement élevée sont devenus très populaires. Ils doivent être utilisés avec précaution. Avec un fort impact ou un chauffage à une température de 80-250 0 (selon le type), les aimants en néodyme sont démagnétisés.

Vous pouvez prendre le moyeu d'une voiture comme base pour un générateur fabriqué par vous-même.

Rotor avec aimants néodyme

De la superglue est appliquée sur le moyeu d'aimants en néodyme d'un diamètre d'environ 25 mm en environ 20 pièces. Les groupes électrogènes monophasés sont fabriqués avec un nombre égal de pôles et d'aimants.

Les aimants situés l'un en face de l'autre doivent s'attirer, c'est-à-dire qu'ils sont tournés par des pôles opposés. Après avoir collé des aimants en néodyme, ils sont remplis de résine époxy.

Les bobines sont enroulées et le nombre total de tours est de 1000 à 1200. La puissance du générateur sur aimants néodyme est choisie pour qu'il puisse être utilisé comme source de courant continu, environ 6A pour charger une batterie de 12 V.

Partie mécanique

Les lames sont fabriquées à partir d'un tuyau en plastique. Des blancs de 10 cm de large et 50 cm de long sont dessinés dessus, puis découpés. Un manchon est réalisé sur l'arbre du moteur avec une bride, à laquelle les lames sont fixées avec des vis. Leur nombre peut aller de deux à quatre. Le plastique ne durera pas longtemps, mais pour la première fois, ce sera suffisant. Des matériaux assez résistants à l'usure sont maintenant apparus, par exemple le carbone et le polypropylène. Ensuite, des lames en alliage d'aluminium plus durables peuvent être fabriquées.

Les lames sont équilibrées en coupant les parties en excès aux extrémités et l'angle d'inclinaison est créé en les chauffant avec un coude.

Le générateur est boulonné à un morceau de tuyau en plastique avec un axe vertical soudé à celui-ci. Une girouette en alliage d'aluminium est également montée coaxialement sur le tuyau. L'axe est inséré dans le tube vertical du mât. Un palier de butée est installé entre eux. La structure entière peut tourner librement dans le plan horizontal.

Le tableau électrique peut être placé sur la partie tournante, et la tension peut être transmise au consommateur à travers deux bagues collectrices avec balais. Si la carte avec le redresseur est installée séparément, le nombre d'anneaux sera égal à six, le nombre de fils du moteur pas à pas.

Le moulin à vent est monté à une hauteur de 5-8 m.

Si le dispositif génère de l'énergie de manière efficace, il peut être amélioré en le rendant vertical-axial, par exemple à partir d'un baril. La conception est moins sensible à la surcharge latérale que la conception horizontale. La figure ci-dessous montre un rotor avec des pales fabriquées à partir de fragments d'un canon, monté sur un axe à l'intérieur du cadre et n'est pas soumis à une force de renversement.

Éolienne à axe vertical et rotor d'un baril

La surface profilée du canon crée une rigidité supplémentaire, grâce à laquelle il est possible d'utiliser du fer blanc avec une épaisseur inférieure.

Éolienne d'une capacité supérieure à 1 kilowatt

L'appareil devrait apporter des avantages tangibles et fournir une tension de 220 V, afin que certains appareils électriques puissent être allumés. Pour ce faire, il doit démarrer de manière autonome et produire de l'électricité dans une large gamme.

Pour fabriquer une éolienne de vos propres mains, vous devez d'abord déterminer la conception. Cela dépend de la force du vent. S'il est faible, la seule option peut être la version voile du rotor. Plus de 2-3 kilowatts d'énergie ne peuvent pas être obtenus ici. De plus, il aura besoin d'une boîte de vitesses et d'une batterie puissante avec un chargeur.

Le prix de tout l'équipement est élevé, vous devriez donc savoir s'il sera bénéfique pour la maison.

Dans les régions où les vents sont forts, une éolienne fabriquée par nos soins peut obtenir une puissance de 1,5 à 5 kilowatts. Ensuite, il peut être connecté à un réseau domestique 220V. Il est difficile de fabriquer soi-même un appareil avec plus de puissance.

Générateur de moteur à courant continu

En tant que générateur, vous pouvez utiliser un moteur à basse vitesse qui génère un courant électrique à 400-500 tr/min : PIK8-6 / 2.5 36V 0.3Nm 1600min-1. Longueur du corps 143 mm, diamètre 80 mm, diamètre de la tige 12 mm.

A quoi ressemble un moteur à courant continu ?

Il a besoin d'un multiplicateur avec un rapport de démultiplication de 1:12. Avec un tour des pales de l'éolienne, le générateur électrique fera 12 tours. La figure ci-dessous montre un schéma de l'appareil.

Schéma de l'appareil du moulin à vent

La boîte de vitesses crée une charge supplémentaire, mais elle est toujours inférieure à celle d'un générateur ou d'un démarreur automobile, qui nécessite un rapport de démultiplication d'au moins 1:25.

Il est conseillé de réaliser les pales en tôle d'aluminium 60x12x2. Si vous en installez 6 sur le moteur, l'appareil ne sera pas aussi rapide et ne sera pas emporté par de grosses rafales de vent. La possibilité d'équilibrage doit être envisagée. Pour cela, les pales sont soudées aux douilles avec possibilité de s'enrouler sur le rotor afin de pouvoir être déplacées plus ou moins loin de son centre.

La puissance d'un générateur à aimant permanent en ferrite ou en acier ne dépasse pas 0,5-0,7 kilowatt. Il ne peut être augmenté qu'avec des aimants spéciaux en néodyme.

Un générateur avec un stator non magnétisé n'est pas adapté au travail. Avec un vent léger, il s'arrête, et après cela il ne pourra plus démarrer tout seul.

Le chauffage constant pendant la saison froide nécessite beaucoup d'énergie et chauffer une grande maison est un problème. Pour une résidence d'été à cet égard, cela peut être utile lorsque vous devez vous y rendre pas plus d'1 fois par semaine. Si tout est pesé correctement, le système de chauffage du pays ne fonctionne que quelques heures. Le reste du temps, les propriétaires sont dans la nature. En utilisant un moulin à vent comme source de courant continu pour charger la batterie, en 1 à 2 semaines, vous pouvez accumuler de l'électricité pour chauffer les locaux pendant une telle période et ainsi créer un confort suffisant pour vous-même.

Faire un générateur à partir d'un moteur à courant alternatif ou d'un démarreur de voiture nécessite une refonte. Le moteur peut être amélioré pour un générateur si le rotor est réalisé sur des aimants en néodyme, après avoir été usiné à leur épaisseur. Il est fait avec le nombre de pôles, comme celui du stator, en alternance les uns avec les autres. Le rotor sur aimants néodyme collés à sa surface ne doit pas coller lors de la rotation.

Types de rotor

Les conceptions de rotor sont variées. Les options courantes sont illustrées dans la figure ci-dessous, où les valeurs du facteur d'utilisation de l'énergie éolienne (KIEV) sont indiquées.

Types et conceptions de rotors d'éoliennes

Pour la rotation, les éoliennes sont faites avec un axe vertical ou horizontal. La version verticale a l'avantage de la facilité d'entretien lorsque les principaux composants sont situés en bas. Le palier de support est auto-alignant et a une longue durée de vie.

Les deux pales du rotor du Savonius créent des à-coups, ce qui n'est pas très pratique. Pour cette raison, il est constitué de deux paires de lames, espacées de 2 niveaux avec une rotation de l'une par rapport à l'autre de 90 0. Des barils, des seaux, des pots peuvent être utilisés comme flans.

Le rotor Darrieus, dont les pales sont constituées d'une bande élastique, est facile à fabriquer. Pour faciliter la promotion, leur nombre doit être impair. Le mouvement est saccadé, ce qui fait que la partie mécanique est rapidement cassée. De plus, la courroie vibre lorsqu'elle tourne, émettant un rugissement. Cette conception n'est pas très adaptée à une utilisation permanente, bien que les lames soient parfois constituées de matériaux insonorisants.
Dans un rotor orthogonal, les ailes sont profilées. Le nombre optimal de lames est de trois. L'appareil est à grande vitesse, mais il doit être détordu au démarrage.

Le rotor hélicoïdal a un rendement élevé en raison de la courbure complexe des pales, ce qui réduit les pertes. Elle est moins souvent utilisée que les autres éoliennes en raison de son coût élevé.

La conception horizontale du rotor à palettes est la plus efficace. Mais il nécessite un vent moyen stable et a également besoin d'une protection contre les ouragans. Les lames peuvent être en propylène lorsque leur diamètre est inférieur à 1 m.

Si vous coupez les lames d'un tuyau ou d'un canon en plastique à paroi épaisse, vous ne pourrez pas atteindre une puissance supérieure à 200 watts. Le profil de segment n'est pas adapté aux fluides gazeux compressibles. Un profil complexe est ici nécessaire.

Le diamètre du rotor dépend de la puissance à obtenir ainsi que du nombre de pales. Un rotor bipale de 10 W nécessite un rotor de 1,16 m de diamètre et un rotor de 100 W - 6,34 m. Pour un rotor à quatre et six pales, le diamètre sera respectivement de 4,5 m et 3,68 m.

Si vous placez le rotor directement sur l'arbre du générateur, son roulement ne durera pas longtemps, car la charge sur toutes les pales est inégale. Le palier de support de l'arbre de l'éolienne doit être à alignement automatique, avec deux ou trois niveaux. Ensuite, les courbures et les déplacements lors de la rotation ne seront pas terribles pour l'arbre du rotor.

Un rôle important dans le fonctionnement de l'éolienne est joué par le collecteur de courant, qui doit être régulièrement entretenu : lubrifié, nettoyé, réglé. La possibilité de sa prévention doit être envisagée, bien que cela soit difficile à faire.

Sécurité

Les éoliennes de plus de 100 watts sont des appareils bruyants. Une éolienne industrielle peut être installée dans la cour d'une maison privée, si elle est certifiée. Sa hauteur doit être plus élevée que les maisons les plus proches. Même une éolienne de faible puissance ne peut pas être installée sur le toit. Les vibrations mécaniques de son fonctionnement peuvent créer des résonances et conduire à la destruction de la structure.

Les vitesses de rotation élevées d'une éolienne nécessitent une fabrication de qualité. Sinon, si l'appareil est détruit, il existe un risque que ses pièces volent sur de longues distances et blessent une personne ou des animaux domestiques. Cela doit être particulièrement pris en compte lors de la fabrication d'un moulin à vent de vos propres mains à partir de matériaux de récupération.

Vidéo. Générateur de vent de bricolage.

L'utilisation d'éoliennes n'est pas conseillée dans toutes les régions, car elle dépend des caractéristiques climatiques. De plus, cela n'a aucun sens de les fabriquer de vos propres mains sans une certaine expérience et connaissances. Pour commencer, vous pouvez commencer à créer un design simple avec une puissance de plusieurs watts et une tension allant jusqu'à 12 volts avec laquelle vous pouvez charger votre téléphone ou allumer une lampe à économie d'énergie. L'utilisation d'aimants en néodyme dans le générateur peut augmenter considérablement sa puissance.

Éoliennes puissantes qui prennent en charge une partie importante de l'alimentation électrique à la maison, il vaut mieux en acheter des industrielles, pour créer une tension de 220V, tout en pesant soigneusement tous les avantages et inconvénients. Lorsqu'elle est combinée à d'autres types de sources d'énergie alternatives, l'électricité peut suffire à tous les besoins domestiques, y compris un système de chauffage domestique.

L'activité des individus et de toute l'humanité d'aujourd'hui est pratiquement impossible sans électricité. Malheureusement, l'augmentation rapide de la consommation de pétrole et de gaz, de charbon et de tourbe entraîne une diminution des réserves de ces ressources sur la planète. Que peut-on faire alors que les terriens ont encore tout cela ? Selon les conclusions des experts, c'est le développement de complexes énergétiques qui peut résoudre les problèmes des crises économiques et financières mondiales. Par conséquent, les plus urgentes sont la recherche et l'utilisation de sources d'énergie sans combustible.

Renouvelable, écologique, vert

Peut-être ne vaut-il pas la peine de rappeler que tout ce qui est nouveau est bien oublié. Il y a longtemps que les gens ont appris à utiliser la force du courant de la rivière et la vitesse du vent pour obtenir de l'énergie mécanique. Le soleil chauffe notre eau et propulse les voitures, alimente les vaisseaux spatiaux. Des roues installées dans le lit des ruisseaux et des petites rivières alimentaient les champs en eau dès le Moyen Âge. On pouvait fournir de la farine à plusieurs villages voisins.

Pour le moment, nous nous intéressons à une question simple: comment fournir à notre maison de la lumière et du chauffage bon marché, comment fabriquer une éolienne de nos propres mains? 5 kW de puissance ou un peu moins, l'essentiel est que vous puissiez alimenter votre maison en courant pour le fonctionnement des appareils électriques.

Il est intéressant de noter qu'il existe dans le monde une classification des bâtiments en fonction du niveau d'efficacité des ressources :

• conventionnel, construit avant 1980-1995;
• avec une consommation d'énergie faible et ultra-faible - jusqu'à 45-90 kWh pour 1 kW / m;
• passif et non volatil, recevant du courant de sources renouvelables (par exemple, en installant une éolienne rotative (5 kW) de vos propres mains ou un système de panneaux solaires, vous pouvez résoudre ce problème);
• les bâtiments économes en énergie qui produisent plus d'électricité qu'ils n'en ont besoin reçoivent de l'argent en la donnant via le réseau à d'autres consommateurs.

Il s'avère que leurs propres mini-stations domestiques, installées sur les toits et dans les cours, peuvent à terme constituer une sorte de concurrence avec les grands fournisseurs actuels. Et les gouvernements des différents pays encouragent de toutes les manières possibles la création et l'utilisation active de

Comment déterminer la rentabilité de votre propre centrale électrique

Les chercheurs ont prouvé que la capacité de réserve des vents est bien supérieure à toutes les réserves de carburant accumulées depuis des siècles. Parmi les méthodes d'obtention d'énergie à partir de sources renouvelables, les éoliennes ont une place à part, puisque leur fabrication est plus facile que la création de panneaux solaires. En fait, une éolienne de 5 kW peut être assemblée de vos propres mains, avec les composants nécessaires, notamment des aimants, du fil de cuivre, du contreplaqué et du métal pour les pales.

Les experts soutiennent qu'une structure non seulement de la forme correcte, mais également construite au bon endroit, peut devenir productive et, par conséquent, rentable. Cela signifie qu'il est nécessaire de prendre en compte la présence, la constance et même la vitesse des flux d'air dans chaque cas individuel et même dans une région particulière. Si la zone est périodiquement calme, les jours calmes et sans vent, le dispositif d'un mât avec un générateur n'apportera aucun avantage.

Avant de commencer à fabriquer une éolienne de vos propres mains (5 kW), vous devez réfléchir à son modèle et à son apparence. Ne vous attendez pas à une grande production d'énergie d'une conception faible. Et vice versa, lorsque vous n'avez besoin d'alimenter que quelques ampoules dans le pays, il ne sert à rien de construire une énorme éolienne de vos propres mains. 5 kW - puissance suffisante pour fournir de l'électricité à la quasi-totalité du système d'éclairage et des appareils ménagers. Il y aura un vent constant - il y aura de la lumière.

Comment fabriquer une éolienne de vos propres mains: une séquence d'actions

A l'endroit choisi pour le haut mât, l'éolienne elle-même est renforcée par une génératrice qui lui est attachée. L'énergie générée est acheminée par les fils jusqu'à la pièce souhaitée. On pense que plus la structure du mât est haute, plus le diamètre de la roue éolienne est grand et plus le flux d'air est fort, plus l'efficacité de l'ensemble du dispositif est élevée. En fait, tout n'est pas tout à fait ainsi :

• par exemple, un fort ouragan peut facilement casser les pales ;
• certains modèles peuvent être installés sur le toit d'une maison ordinaire;
• Une turbine correctement sélectionnée est facile à démarrer et fonctionne bien même avec des vitesses de vent très faibles.

Les principaux types d'éoliennes

Les structures avec un placement horizontal de l'axe de rotation du rotor sont considérées comme classiques. Ils ont généralement 2-3 lames et sont montés haut au-dessus du sol. La plus grande efficacité d'une telle installation se manifeste avec une direction constante et sa vitesse de 10 m/s. Un inconvénient important de cette conception de pales est l'échec de la rotation des pales avec des changements fréquents, impétueux. Ceci conduit soit à des travaux improductifs, soit à la destruction de l'ensemble de l'installation. Pour démarrer un tel générateur après l'arrêt, une rotation initiale forcée des pales est nécessaire. De plus, avec la rotation active des lames, elles émettent des sons spécifiques désagréables à l'oreille humaine.

L'éolienne verticale ("Volchok" 5 kW ou autre) a un placement de rotor différent. Les turbines en forme de H ou en forme de tonneau captent le vent de n'importe quelle direction. Ces structures sont plus petites, fonctionnent même avec les débits d'air les plus faibles (à 1,5-3 m/s), ne nécessitent pas de mâts hauts, elles peuvent être utilisées même en milieu urbain. De plus, la puissance nominale des éoliennes, assemblées de leurs propres mains (5 kW est réel), atteint avec un vent de 3-4 m/s.

Les voiles ne sont pas sur les navires, mais sur terre

L'une des directions populaires de l'énergie éolienne est maintenant la création d'un générateur horizontal avec des pales souples. La principale différence réside à la fois dans le matériau de fabrication et dans la forme elle-même : les éoliennes à faire soi-même (5 kW, type voile) ont 4 à 6 pales triangulaires en tissu. De plus, contrairement aux structures traditionnelles, leur section augmente dans la direction du centre vers la périphérie. Cette fonctionnalité permet non seulement de "rattraper" le vent faible, mais également d'éviter les pertes lors du flux d'air d'un ouragan.

Les avantages des voiliers incluent les indicateurs suivants:

• puissance élevée avec rotation lente;
• auto-orientation et ajustement pour n'importe quel vent;
• forte altération et faible inertie;
• pas besoin de déroulement forcé de la roue;
• rotation totalement silencieuse même à grande vitesse ;
• absence de vibrations et de perturbations sonores ;
• le bon marché relatif de la conception.

moulins à vent de bricolage

5 kW d'électricité nécessaire peuvent être obtenus de plusieurs manières :

• construire la structure rotative la plus simple;
• assembler un complexe de plusieurs voiliers situés séquentiellement sur un même essieu ;
• utilisez une conception axiale avec des aimants en néodyme.

Il est important de se rappeler que la puissance de la roue éolienne est proportionnelle au produit de la valeur cubique de la vitesse du vent et de la surface balayée de la turbine. Alors comment faire une éolienne de 5 kW ? L'instruction est plus loin.

Vous pouvez prendre comme base un moyeu de voiture et des disques de frein. 32 aimants (25 par 8 mm) sont placés en parallèle en cercle sur les futurs disques du rotor (la partie mobile du générateur) sur chaque disque, 16 pièces, d'ailleurs, les pours alternent toujours avec les moins. Les aimants opposés doivent avoir des valeurs de pôle différentes. Après avoir marqué et placé, tout sur le cercle est coulé avec de l'époxy.

Des bobines de fil de cuivre sont placées sur le stator. Leur nombre doit être inférieur au nombre d'aimants, soit 12. Auparavant, tous les fils sont sortis et reliés les uns aux autres par une étoile ou un triangle, puis ils sont également coulés avec de la colle époxy. Il est recommandé d'insérer des morceaux de pâte à modeler dans les bobines avant de verser. Une fois la résine durcie et retirée, des trous seront nécessaires pour la ventilation et le refroidissement du stator.

Comment tout fonctionne

Les disques du rotor, en rotation par rapport au stator, forment un champ magnétique et un courant électrique apparaît dans les bobines. Et le moulin à vent, relié au moyen d'un système de poulies, est nécessaire pour déplacer ces parties de la structure de travail. Comment fabriquer une éolienne de vos propres mains? Certains commencent à construire leur propre centrale électrique en assemblant un générateur. D'autres - avec la création d'une pièce rotative à palettes.

L'arbre de l'éolienne est en prise avec un joint coulissant avec l'un des disques du rotor. Le deuxième disque inférieur avec des aimants est placé sur le roulement solide. Le stator est situé au milieu. Toutes les pièces sont fixées au cercle de contreplaqué avec de longs boulons et fixées avec des écrous. Des jeux minimaux pour la libre rotation des disques du rotor doivent être laissés entre toutes les "crêpes". Le résultat est un générateur triphasé.

"Baril"

Il reste à fabriquer des éoliennes. De vos propres mains, une structure rotative de 5 kW peut être fabriquée à partir de 3 cercles de contreplaqué et d'une feuille de duralumin la plus fine et la plus légère. Des ailes rectangulaires en métal sont fixées au contreplaqué avec des boulons et des coins. Au préalable, dans chaque plan du cercle, des rainures de guidage en forme d'onde sont creusées, dans lesquelles sont insérées les tôles. Le rotor à double étage résultant a 4 pales ondulées attachées les unes aux autres à angle droit. C'est-à-dire qu'entre deux galettes de contreplaqué fixées avec des moyeux, il y a 2 lames de duralumin incurvées en forme d'onde.

Cette conception est montée au centre sur un axe en acier, qui transmettra le couple au générateur. Les moulins à vent à faire soi-même (5 kW) de cette conception pèsent environ 16-18 kg avec une hauteur de 160-170 cm et un diamètre de base de 80-90 cm.

Que considérer

L'éolienne-"tonneau" peut être installée même sur le toit du bâtiment, bien qu'une tour de 3-4 mètres de haut soit suffisante. Cependant, il est impératif de protéger le boîtier du générateur des précipitations naturelles. Il est également recommandé d'installer un dispositif de stockage d'énergie par batterie.

Pour obtenir un courant alternatif triphasé à partir d'une constante, il est nécessaire d'inclure un convertisseur dans le circuit.

Avec un nombre suffisant de jours de vent dans la région, une éolienne assemblée de ses propres mains (5 kW) peut fournir de l'électricité non seulement à une télévision et des ampoules, mais aussi à un système de vidéosurveillance, un climatiseur, un réfrigérateur et autre équipement électrique.

Jusqu'à récemment, les éoliennes étaient considérées comme une rareté, mais aujourd'hui, ce domaine se développe rapidement et beaucoup ont acquis de l'expérience dans la création d'éoliennes pour produire de l'électricité. De tels appareils peuvent être utilisés dans une grande variété de domaines - pour l'approvisionnement en eau, l'électrification de maisons privées, l'exploitation d'unités agricoles (par exemple, des concasseurs) ou le chauffage de l'eau afin de chauffer une maison.

Les modèles industriels présentent de nombreux avantages, outre le coût. Par conséquent, nous découvrirons aujourd'hui comment fabriquer une éolienne de nos propres mains et quels matériaux / outils seront nécessaires pour cela.

Caractéristiques de conception et mécanique des éoliennes

Le principe de fonctionnement d'une éolienne est de convertir l'énergie cinétique en électricité. L'appareil se compose d'un certain nombre d'éléments système, chacun ayant sa propre fonction. Essayons de le comprendre.

Noter! Les éoliennes peuvent être rotatives (verticales) et classiques (horizontales). Ces derniers ont une efficacité plus élevée, c'est pourquoi ils sont fabriqués plus souvent que les autres.

Il convient de noter que les éoliennes verticales doivent être tournées vers le vent, car elles sont tout simplement incapables de fonctionner avec un écoulement latéral. Les générateurs horizontaux présentent également d'autres avantages. Faisons connaissance avec eux.

1. Les turbines des appareils rotatifs "attraperont" le vent, quel que soit le côté où il souffle. Ceci est extrêmement pratique en cas de vent instable/variable dans la région.
2. Il est beaucoup plus facile de construire un moulin à vent horizontal qu'un moulin à vent horizontal.
3. La structure peut être située directement sur le sol, mais à condition qu'il y ait suffisamment de vent.

Quant aux inconvénients, une éolienne horizontale n'en a qu'un - un coefficient d'efficacité plutôt faible.

Nous calculons la puissance de la future éolienne

Tout d'abord, vous devez savoir quelle puissance une éolienne doit avoir de vos propres mains, quelles sont les fonctions et les charges auxquelles elle sera confrontée. En règle générale, des sources alternatives d'électricité sont utilisées comme sources auxiliaires, c'est-à-dire destinées à aider l'alimentation principale. Par conséquent, si la puissance du système est même de 500 watts, c'est déjà assez bon.

Noter! Pour chauffer une maison privée de taille moyenne, vous aurez besoin d'environ deux à trois kilowatts.

Dans le même temps, la puissance finale de l'éolienne dépend d'autres facteurs, notamment :

• vitesse du vent;
• nombre de lames.

Pour connaître le bon rapport pour les luminaires de type horizontal, nous vous recommandons de vous référer au tableau ci-dessous. Les chiffres à l'intersection sont la puissance requise (indiquée en watts).

Table. Calcul de la puissance requise pour les éoliennes horizontales.

Par exemple, si dans votre région, la vitesse du vent est principalement de 5 à 8 mètres par seconde et que la puissance requise de l'éolienne est de 1,5 à 2 kilowatts, le diamètre de la structure doit correspondre à environ 6 mètres ou plus.

Quelles devraient être les lames?

La forme des lames peut être :

• voile;
• girouette.

Quant aux lames de type voile, elles sont plates et donc moins performantes. Ils ne tiennent pas compte de l'aérodynamisme, mais tournent exclusivement sous la pression du flux de vent. En conséquence, pas plus de 10 pour cent de toute l'énergie est convertie en énergie électrique. Mais dans les aubes à palettes, la surface des surfaces intérieure et extérieure est différente. Il convient également de noter que ces pales doivent être situées à un angle de 7 à 10 degrés par rapport au vent.

Maintenant, quelques mots sur le matériau à partir duquel les lames doivent être. Pour les moulins à vent anciens, des cadres en bois tonique étaient utilisés, constitués de poteaux et de linteaux. Des «ailes» spéciales en tissu étaient tendues sur de tels cadres. En cas d'usure, le tissu était simplement remplacé par un neuf. Bien qu'il existe une option alternative - prendre des matériaux denses (par exemple, une bâche) à ces fins.

Bien que vous puissiez fabriquer des lames de vos propres mains à partir de matériaux plus modernes.

1. Si l'hélice est petite, des tuyaux en PVC coupés en plusieurs parties peuvent lui servir de pales.
2. Vous pouvez également utiliser des métaux légers (par exemple, duralumin).
3. Si vous envisagez d'utiliser des "voiles", elles peuvent être découpées dans du contreplaqué.
4. Enfin, pour une grande unité, les pales peuvent être constituées de planches (même si elles sont lourdes - ce n'est pas grave, il suffit de s'équilibrer).

Noter! En cas de prédominance de vents en rafales dans la région, il est préférable de privilégier les pales lourdes - cela garantira un fonctionnement plus stable de l'ensemble du système.

Quant au diamètre des tuyaux, il doit correspondre à 1/5 de leur longueur totale. Chacun de ces tuyaux est coupé dans le sens de la longueur en quatre morceaux, et à la base, il est nécessaire de couper un rectangle de 5x5 (il y aura des attaches ici), puis de faire une coupe oblique, grâce à laquelle chaque lame se rétrécira à partir de la base. Emery est utilisé pour traiter le bord déchiré.

Fabriquer une éolienne verticale à la maison

Et maintenant, découvrons comment, en fait, une éolienne est fabriquée de nos propres mains. La procédure se compose de plusieurs étapes, familiarisons-nous avec les caractéristiques de chacune d'entre elles.

Première étape. Nous préparons des outils et des matériaux

Il n'y a aucune exigence concernant la taille de la turbine - plus elle est grande, mieux c'est pour le système lui-même. Et dans l'exemple donné dans cet article, le diamètre de la turbine est de 60 centimètres.

Pour fabriquer vous-même une turbine verticale, préparez à l'avance :

• un tuyau d'un diamètre de 60 centimètres, en acier inoxydable;
• vis, écrous et autres éléments de fixation;
• une paire de disques en plastique d'un diamètre de 60 centimètres (il est important que le plastique soit solide);
• moyeu de voiture pour base;
• coins avec lesquels les lames seront attachées (six pièces pour chaque élément, soit 36 ​​exemplaires au total).

De plus, prenez soin des outils suivants à l'avance :

• clés;
• scie sauteuse;
• masque;
• gants de protection;
• Bulgare;
• Tournevis;
• perceuse électrique.

Des aimants ou de petites plaques métalliques peuvent être utilisés pour équilibrer les lames. Si le déséquilibre est mineur, vous pouvez simplement percer des trous aux endroits appropriés.

Deuxième étape. fait un dessin

Il est décidément impossible de se passer d'un dessin ici. Vous pouvez utiliser celui ci-dessous ou créer le vôtre.

Troisième étape. Fabriquer un moulin à vent vertical

Étape 1. Tout d'abord, prenez un tuyau en métal et coupez-le dans le sens de la longueur pour obtenir six lames de la même taille.

Étape 2. Découpez une paire de cercles identiques d'un diamètre de 60 centimètres dans le plastique. Ils serviront de supports pour le bas et le haut de la turbine.

Étape 3. Dans le support supérieur, vous pouvez percer un petit trou (environ 30 centimètres de diamètre), ce qui rendra la structure un peu plus légère.

Étape 4. Marquez les trous sur le moyeu de la voiture pour les mêmes trous dans le support en plastique inférieur requis pour les montages. Utilisez une perceuse pour percer des trous.

Étape 5. Marquez l'emplacement des lames conformément au gabarit (vous devriez obtenir une paire de triangles qui, pour ainsi dire, forment une étoile). Marquez les endroits où les coins sont fixés. Tout doit être le même sur les deux supports.

Étape 6. Coupez les lames. Vous pouvez les couper plusieurs à la fois à l'aide d'un broyeur.

Étape 7. Marquez les points de fixation sur les lames et les coins. Percez tous ces trous.

Étape 8. Connectez les lames aux bases à l'aide d'angles, de boulons et d'écrous.

Noter! La puissance de l'appareil dépend en grande partie de la longueur des lames, mais si ces dernières sont grandes, il sera beaucoup plus difficile de les équilibrer. De plus, la structure peut "se desserrer" sous l'influence de vents forts.

Quatrième étape. Nous fabriquons un générateur

Le générateur dans ce cas doit être auto-excité, et toujours avec des aimants permanents. Si vous prenez un générateur conventionnel d'une voiture, alors l'enroulement de tension fonctionne ici à partir d'une batterie, en d'autres termes - en l'absence de tension, il n'y aura pas d'excitation. Par conséquent, si vous utilisez un générateur simple en tandem avec une batterie et que le vent est relativement faible pendant une longue période, la batterie sera bientôt simplement déchargée et, plus tard, lorsque le vent reprendra, l'éolienne ne redémarrera pas avec vos propres mains.

Vous pouvez également faire un système avec des aimants en néodyme. Ce genre d'appareil produira entre 1,5 kilowatts (si le vent est faible) à 3,5 kilowatts (si le vent est fort). Les instructions pas à pas pour créer un tel générateur sont les suivantes.

Étape 1. Faites une paire de crêpes en métal, chacune d'environ 50 centimètres de long.

Étape 2.À l'aide de superglue, collez des aimants en néodyme mesurant 2,5 x 5,0,12 centimètres sur les crêpes sur tout le périmètre (douze morceaux pour chacun).

Étape 3. Placer les crêpes face à face en respectant la polarité.

Étape 4. Placez un stator fait maison entre eux (faites 9 bobines à partir d'un fil d'une section de 0,3 centimètre, chacune avec 70 tours). Connectez les bobines avec un "astérisque" (comme indiqué sur l'image), puis remplissez-les de résine. Dans ce cas, il est important que les bobines soient enroulées dans un sens, vous pouvez marquer la fin / le début de l'enroulement avec un ruban isolant coloré - ce sera plus pratique.

Étape 5. Le stator doit avoir une épaisseur d'environ 2 centimètres. L'enroulement doit sortir au moyen de boulons et d'écrous. La distance entre le rotor et le stator doit être de 2 millimètres.

Les aimants attireront assez fortement et pour une connexion en douceur, il est nécessaire de faire des trous et de couper les fils pour les goujons. Alignez les rotors immédiatement, puis utilisez les touches pour abaisser le haut vers le bas. Ensuite, vous pouvez retirer les goujons temporaires.

Noter! Le générateur décrit ci-dessus peut être utilisé non seulement pour les éoliennes verticales, mais aussi pour les éoliennes horizontales.

Cinquième étape. Nous collectons toute la structure

Tout d'abord, installez un support spécial sur le mât, au moyen duquel le stator (qui, à son tour, peut avoir trois ou six pales) sera fixé. Fixez le moyeu sur le support en utilisant tous les mêmes écrous. Vissez le générateur fini sur les quatre goujons situés au niveau du moyeu. Après cela, connectez le stator avec le support, qui est fixé de manière rigide au mât. Fixez la turbine à la deuxième plaque de rotor. Connectez les fils du stator au régulateur de tension à l'aide des bornes.

Sixième étape. Nous installons une unité qui peut transformer le vent en électricité

Pour installer l'ensemble de l'éolienne de vos propres mains, vous devez suivre les étapes décrites ci-dessous sous forme d'instructions étape par étape.

Étape 1. Bétonnez une fondation solide et solide dans le sol.

Étape 2. En y coulant du mortier de béton, ajoutez les goujons nécessaires pour fixer la charnière massive (tout cela se fait facilement de vos propres mains).

Étape 3. Lorsque le béton est complètement durci, faites glisser la charnière sur les montants et fixez-la avec des écrous.

Étape 4. Installez le mât dans la partie mobile de la charnière.

Étape 5. Fixez 3 ou 4 entretoises en haut du mât (vous pouvez utiliser une bride ou une soudure). Vous aurez également besoin d'un câble en acier.

Étape 6. Soulevez le mât sur la charnière à l'aide d'un des câbles préparés (vous pouvez tirer avec une voiture).

Étape 7. La verticalité de l'ensemble du mât est strictement fixée avec des haubans.

Où peut-on installer une telle éolienne ?

L'efficacité de son fonctionnement dépend en grande partie de la façon dont vous choisissez correctement l'emplacement d'installation de l'éolienne. L'emplacement doit être tel que les pales du système reçoivent autant de vent que possible. Le site doit être ouvert et surélevé (par exemple, le toit d'une maison, mais aussi loin que possible des arbres et autres structures). Il est révélateur que la raison en soit non seulement les interférences, mais également la production de bruit par l'appareil pendant le fonctionnement, ce qui peut ne pas plaire aux voisins ou aux propriétaires eux-mêmes.

Pour une étude plus détaillée du problème, nous vous recommandons de vous familiariser avec la vidéo thématique ci-dessous.

Vidéo - Comment fabriquer une éolienne à l'aide d'un ventilateur domestique

Éolienne rotative (horizontale)

Un tel dispositif permettra d'alimenter en électricité une petite maison ou plusieurs dépendances. La puissance maximale de l'éolienne ne dépassera pas 1,5 kilowatt.

Pour le travail, préparez :

• Générateur de voiture de 12 watts;
• relais, voyant de batterie;
• la batterie elle-même est de 12 watts ;
• convertisseur de courant;
• une grande casserole ou un seau en duralumin ou en acier inoxydable ;
• une paire de pinces pour attacher le générateur au mât ;
• changer;
• fil, 0,4 et 0,25 centimètres;
• boulons, écrous, rondelles;
• voltmètre.

Les outils seront les mêmes que dans le cas précédent. Tout d'abord, prenez un pot (ou un seau) et, à l'aide d'un marqueur et d'un ruban à mesurer, divisez-le en quatre parties égales. Découpez les lames, mais ne coupez pas jusqu'au bout (comme indiqué sur la photo).

Faites des trous pour les boulons en bas, puis pliez les lames, mais pas beaucoup. Considérez comment le générateur tournera (dans le sens des aiguilles d'une montre ou dans le sens inverse des aiguilles d'une montre).

Ensuite, fixez le plateau avec les lames déjà préparées à la poulie, fixez-le avec des boulons. Installer le générateur sur le mât préalablement fixé (pour cela utiliser les pinces fournies), puis brancher tous les câbles et assembler la chaîne. Réécrivez tout le circuit, fixez les fils au poteau.

Utilisez un câble de 4 mm d'une longueur maximale de 1 mètre pour connecter la batterie. Utilisez un câble plus petit pour connecter la charge. Fournissez également un onduleur. Un exemple de schéma de connexion est présenté ci-dessous.

Comme vous pouvez le voir, il est tout à fait possible de construire une éolienne de vos propres mains. La conception peut être de deux types, mais avec les compétences et le zèle appropriés, le travail peut être fait même seul. C'est tout, bonne chance !

L'énergie inépuisable que les masses d'air transportent avec elles a toujours attiré l'attention des gens. Nos arrière-grands-pères ont appris à maîtriser le vent dans les voiles et les roues des moulins à vent, après quoi il s'est précipité sans but à travers les vastes étendues de la Terre pendant deux siècles.

Un travail utile lui a été trouvé à nouveau aujourd'hui. Une éolienne pour une maison privée de la catégorie des innovations techniques devient un réel facteur dans notre vie.

Regardons de plus près les parcs éoliens, évaluons les conditions de leur rentabilité et considérons les variétés existantes. Les artisans à domicile recevront dans notre article des informations de réflexion sur le thème de l'auto-assemblage d'un moulin à vent et les dispositifs nécessaires à son fonctionnement efficace.

Qu'est-ce qu'une éolienne ?

Le principe de fonctionnement d'une éolienne domestique est simple : le flux d'air fait tourner les pales du rotor montées sur l'arbre du générateur et crée un courant alternatif dans ses enroulements. L'électricité qui en résulte est stockée dans des batteries et consommée par les appareils ménagers selon les besoins. Bien sûr, il s'agit d'un schéma simplifié du fonctionnement d'une éolienne domestique. Concrètement, il est complété par des appareils qui convertissent l'électricité.

Il y a un contrôleur juste derrière le générateur dans la chaîne énergétique. Il convertit le courant alternatif triphasé en courant continu et le dirige pour charger les batteries. La plupart des appareils électroménagers ne peuvent pas fonctionner en "constant", c'est pourquoi un autre appareil est placé derrière les batteries - un onduleur. Il effectue l'opération inverse : il transforme le courant continu en courant alternatif domestique avec une tension de 220 volts. Il est clair que ces transformations ne passent pas sans laisser de trace et prennent une part assez décente de l'énergie initiale (15-20%).

Si l'éolienne est couplée à une batterie solaire ou autre générateur d'électricité (essence, diesel), alors le circuit est complété par un interrupteur automatique (ATS). Lorsque l'alimentation principale est débranchée, elle active celle de secours.

Pour une puissance maximale, l'éolienne doit être positionnée le long du courant de vent. Dans les systèmes simples, le principe de la girouette est mis en œuvre. Pour ce faire, une pale verticale est fixée à l'extrémité opposée de la génératrice, qui la fait tourner vers le vent.

Dans les installations plus puissantes, il existe un moteur électrique rotatif commandé par un capteur de direction.

Les principaux types d'éoliennes et leurs caractéristiques

Il existe deux types d'éoliennes :

1. Avec rotor horizontal.
2. Avec un rotor vertical.

Le premier type est le plus courant. Il se caractérise par un rendement élevé (40 à 50 %), mais présente un niveau de bruit et de vibration accru. De plus, son installation nécessite un grand espace libre (100 mètres) ou un mât haut (à partir de 6 mètres).

Les générateurs à rotor vertical sont moins économes en énergie (le rendement est presque 3 fois inférieur à celui des générateurs horizontaux).

Leurs avantages incluent une installation simple et une fiabilité structurelle. Le faible niveau sonore permet d'installer des générateurs verticaux sur les toits et même au niveau du sol. Ces installations n'ont pas peur du givre et des ouragans. Ils sont lancés à partir d'un vent faible (de 1,0 à 2,0 m / s), tandis qu'une éolienne horizontale a besoin d'un flux d'air de force moyenne (3,5 m / s et plus). Sous la forme de la roue (rotor), les éoliennes verticales sont très diverses.

Roues rotatives d'éoliennes verticales

En raison de la faible vitesse du rotor (jusqu'à 200 tr/min), les ressources mécaniques de telles installations dépassent largement les performances des éoliennes horizontales.

Comment calculer et sélectionner une éolienne ?

Le vent n'est pas du gaz naturel pompé dans des tuyaux, ni de l'électricité qui circule sans interruption à travers des fils jusqu'à notre maison. Il est capricieux et inconstant. Aujourd'hui, un ouragan arrache les toits et brise les arbres, et demain il laisse place au calme absolu. Par conséquent, avant d'acheter ou de fabriquer votre propre éolienne, vous devez évaluer le potentiel de l'énergie de l'air dans votre région. Pour ce faire, vous devez déterminer la force annuelle moyenne du vent. Cette valeur peut être consultée sur Internet sur demande.

Ayant reçu un tel tableau, nous trouvons la zone de notre résidence et regardons l'intensité de sa couleur, en la comparant avec l'échelle d'évaluation. Si la vitesse annuelle moyenne du vent s'avère inférieure à 4,0 mètres par seconde, cela n'a aucun sens d'installer une éolienne. Il ne fournira pas la quantité d'énergie requise.

Si la force du vent est suffisante pour installer un parc éolien, alors vous pouvez passer à l'étape suivante : sélectionner la puissance du générateur.

Si nous parlons d'alimentation électrique autonome à la maison, la consommation électrique moyenne d'une famille est prise en compte. Il varie de 100 à 300 kWh par mois. Dans les régions à faible potentiel éolien annuel (5-8 m/s), une telle quantité d'électricité peut être générée par une éolienne de 2-3 kW. Il convient de garder à l'esprit qu'en hiver, la vitesse moyenne du vent est plus élevée, par conséquent, la production d'énergie pendant cette période sera plus importante qu'en été.

Choisir une éolienne. Prix ​​estimés

Les prix des éoliennes domestiques verticales d'une capacité de 1,5 à 2,0 kW sont compris entre 90 et 110 000 roubles. L'ensemble complet à ce prix ne comprend qu'un groupe électrogène à pales, sans mât et équipement supplémentaire (contrôleur, onduleur, câble, batteries). Une centrale électrique complète avec l'installation coûtera 40 à 60% de plus.

Le coût des éoliennes plus puissantes (3-5 kW) varie de 350 à 450 000 roubles (avec équipement supplémentaire et travaux d'installation).

Moulin à vent de bricolage. Du plaisir ou de vraies économies ?

Disons tout de suite que fabriquer une éolienne de ses propres mains et efficace n'est pas facile. Le calcul compétent de la roue éolienne, le mécanisme de transmission, la sélection d'un générateur adapté à la puissance et à la vitesse sont un sujet distinct. Nous ne donnerons que de brèves recommandations sur les principales étapes de ce processus.

Générateur

Les générateurs automobiles et les moteurs électriques des machines à laver à entraînement direct ne sont pas adaptés à cet usage. Ils sont capables de générer de l'énergie à partir de la roue éolienne, mais ce sera négligeable. Pour un fonctionnement efficace, les autogénérateurs ont besoin de vitesses très élevées qu'une éolienne ne peut pas développer.

Les moteurs de lave-linge ont un problème différent. Il y a des aimants en ferrite là-bas, et pour une éolienne, il faut des aimants plus productifs - le niodimium. Le processus de leur auto-assemblage et de l'enroulement des enroulements porteurs de courant nécessite de la patience et une grande précision.

La puissance d'un appareil auto-assemblé, en règle générale, ne dépasse pas 100-200 watts.

Récemment, les roues motrices pour vélos et scooters sont devenues populaires parmi les constructeurs de maisons. Du point de vue de l'énergie éolienne, ce sont de puissants générateurs au néodyme qui sont parfaitement adaptés pour travailler avec des roues éoliennes verticales et charger des batteries. Jusqu'à 1 kW d'énergie éolienne peut être extrait d'un tel générateur.

Motor-wheel - un générateur prêt à l'emploi pour un parc éolien fait maison

Vis

Les plus simples à fabriquer sont les hélices à voile et à rotor. Le premier est constitué de tubes incurvés légers fixés à une plaque centrale. Des lames en tissu durable sont tirées sur chaque tube. La grande dérive de l'hélice nécessite une fixation articulée des pales afin que lors d'un ouragan elles se plient et ne se déforment pas.

La structure de la roue éolienne rotative est utilisée pour les générateurs verticaux. Il est facile à fabriquer et fiable en fonctionnement.

Les éoliennes de fabrication artisanale à axe de rotation horizontal sont alimentées par une vis d'hélice. Les artisans à domicile l'assemblent à partir de tuyaux en PVC d'un diamètre de 160 à 250 mm. Les pales sont montées sur une plaque d'acier ronde avec un alésage pour l'arbre du générateur.

Les masses d'air ont des réserves d'énergie inépuisables, que l'humanité utilisait dans les temps anciens. Fondamentalement, la force du vent assurait le mouvement des navires à la voile et le fonctionnement des moulins à vent. Après l'invention des machines à vapeur, ce type d'énergie a perdu de sa pertinence.

Ce n'est que dans les conditions modernes que l'énergie éolienne est redevenue demandée en tant que force motrice appliquée aux générateurs électriques. Ils ne se sont pas encore généralisés à l'échelle industrielle, mais deviennent de plus en plus populaires dans le secteur privé. Parfois, il est tout simplement impossible de se connecter à la ligne électrique. Dans de telles situations, de nombreux propriétaires conçoivent et fabriquent eux-mêmes une éolienne pour une maison privée à partir de matériaux de récupération. À l'avenir, ils seront utilisés comme sources principales ou auxiliaires d'électricité.

La théorie de l'éolienne idéale

Cette théorie a été développée à différentes époques par des scientifiques et des spécialistes du domaine de la mécanique. Il a d'abord été développé par V.P. Vetchinkin en 1914, et la théorie d'une hélice idéale a été utilisée comme base. Dans ces études, le taux d'utilisation de l'énergie éolienne d'une éolienne idéale a d'abord été calculé.

Les travaux dans ce domaine ont été poursuivis par N.E. Joukovski, qui a déduit la valeur maximale de ce coefficient égale à 0,593. Dans les travaux ultérieurs d'un autre professeur - Sabinin G.Kh. la valeur actualisée du coefficient était de 0,687.

Conformément aux théories développées, une éolienne idéale devrait avoir les paramètres suivants :

• L'axe de rotation de la roue doit être parallèle à la vitesse du vent.
• Le nombre de lames est infiniment grand, avec une très petite largeur.
• Valeur nulle de la traînée de profil des ailes en présence d'une circulation constante le long des pales.
• Toute la surface balayée de l'éolienne a une vitesse d'air perdue constante au niveau de la roue.
• L'aspiration de la vitesse angulaire à l'infini.

Choisir une éolienne

Lors du choix d'un modèle d'éolienne pour une maison privée, il convient de prendre en compte la puissance requise pour assurer le fonctionnement des appareils et des équipements, en tenant compte du calendrier et de la fréquence d'allumage. Il est déterminé par un comptage mensuel de l'électricité consommée. De plus, la valeur de puissance peut être déterminée en fonction des caractéristiques techniques des consommateurs.

Il convient également de garder à l'esprit que l'alimentation de tous les appareils électriques ne provient pas directement de l'éolienne, mais de l'onduleur et d'un ensemble de batteries. Ainsi, un générateur d'une capacité de 1 kW est capable d'assurer le fonctionnement normal des batteries alimentant un onduleur de quatre kilowatts. En conséquence, les appareils ménagers d'une capacité similaire sont entièrement alimentés en électricité. Choisir les bonnes batteries est essentiel. Une attention particulière doit être portée aux paramètres tels que le courant de charge.

Lors du choix d'une conception d'éolienne, les facteurs suivants sont pris en compte :

• Le sens de rotation de la roue éolienne est vertical ou horizontal.
• Les pales du ventilateur peuvent être en forme de voile, avec une surface droite ou courbe. Dans certains cas, des options combinées sont utilisées.
• Matériel pour les lames et technologie pour leur fabrication.
• Placement des pales du ventilateur avec une inclinaison différente par rapport au flux d'air qui passe.
• Le nombre de pales incluses dans le ventilateur.
• La puissance requise transférée de l'éolienne au générateur.

De plus, il est nécessaire de prendre en compte la vitesse annuelle moyenne du vent pour une zone spécifique, telle que spécifiée par le service météorologique. Il n'est pas nécessaire de clarifier la direction du vent, car les conceptions modernes d'éoliennes tournent indépendamment dans l'autre sens.

Pour la plupart des régions de la Fédération de Russie, l'option la plus optimale serait une orientation horizontale de l'axe de rotation, la surface des pales est incurvée et concave, autour de laquelle le flux d'air circule selon un angle aigu. La quantité de puissance tirée du vent est influencée par la surface de la pale. Pour une maison ordinaire, une superficie de 1,25 m 2 est largement suffisante.

Le nombre de tours de l'éolienne dépend du nombre de pales. Les éoliennes à une pale tournent le plus rapidement. Dans de telles conceptions, un contrepoids est utilisé pour l'équilibrage. Il faut également garder à l'esprit qu'à une vitesse du vent faible, inférieure à 3 m/s, les éoliennes deviennent incapables de prendre de l'énergie. Pour que l'unité perçoive un vent faible, la surface de ses pales doit être augmentée à au moins 2 m 2.

Calcul d'éolienne

Avant de choisir une éolienne, il est nécessaire de déterminer la vitesse et la direction du vent les plus caractéristiques du lieu de l'installation proposée. Rappelons que la rotation des pales démarre à une vitesse de vent minimale de 2 m/s. L'efficacité maximale est atteinte lorsque cet indicateur atteint une valeur de 9 à 12 m/s. C'est-à-dire que pour fournir de l'électricité à une petite maison de campagne, un générateur d'une puissance minimale de 1 kW / h et d'une vitesse du vent d'au moins 8 m / s sera nécessaire.

La vitesse du vent et le diamètre de l'hélice ont un impact direct sur la puissance générée par une éolienne. Il est possible de calculer avec précision les caractéristiques de performance d'un modèle particulier à l'aide des formules suivantes :

1. Les calculs en fonction de la zone de rotation sont effectués comme suit: P = 0,6 x S x V 3, où S est la zone perpendiculaire à la direction du vent (m 2), V est la vitesse du vent (m / s), P est la puissance du groupe électrogène ( kW).
2. Pour les calculs d'une installation électrique par le diamètre de la vis, la formule est utilisée : P = D 2 x V 3/7000, dans laquelle D est le diamètre de la vis (m), V est la vitesse du vent (m/s ), P est la puissance du générateur (kW).
3. Des calculs plus complexes prennent en compte la densité du flux d'air. À ces fins, il existe une formule : P = ξ x π x R 2 x 0,5 x V 3 x ρ x η ed x η gen, où est le coefficient d'utilisation de l'énergie éolienne (valeur non mesurable), π = 3,14, R - rayon du rotor (m), V - vitesse du flux d'air (m / s), ρ - densité de l'air (kg / m 3), η rouge - efficacité du réducteur (%), η gen - efficacité du générateur (%).

Ainsi, l'électricité produite par l'éolienne augmente quantitativement dans un rapport cubique avec l'augmentation de la vitesse du vent. Par exemple, si la vitesse du vent double, la génération d'énergie cinétique par le rotor augmentera de 8 fois.

Lors du choix d'un endroit pour installer une éolienne, il est nécessaire de privilégier les zones sans grands bâtiments et grands arbres qui créent une barrière au vent. La distance minimale des bâtiments résidentiels est de 25 à 30 mètres, sinon le bruit pendant le fonctionnement créera des inconvénients et de l'inconfort. Le rotor de l'éolienne doit être situé à une hauteur dépassant d'au moins 3 à 5 m les bâtiments les plus proches.

Si vous ne prévoyez pas de connecter la maison de campagne à un réseau commun, dans ce cas, vous pouvez utiliser les options pour les systèmes combinés. Le fonctionnement d'une éolienne sera beaucoup plus efficace lorsqu'il est utilisé en conjonction avec un générateur diesel ou une batterie solaire.

Comment faire une éolienne de vos propres mains

Quels que soient le type et la conception de l'éolienne, chaque appareil en tant que base est équipé d'éléments similaires. Tous les modèles sont équipés de générateurs, de pales de divers matériaux, d'ascenseurs pour assurer le niveau d'installation souhaité, ainsi que de batteries supplémentaires et d'un système de contrôle électronique. Les unités de type rotatif ou les structures axiales utilisant des aimants sont considérées comme les plus faciles à fabriquer.

Option 1. Conception rotative de l'éolienne.

La conception d'une éolienne rotative utilise deux, quatre pales ou plus. Ces éoliennes ne sont pas en mesure de fournir entièrement l'électricité aux grandes maisons de campagne. Ils sont principalement utilisés comme source auxiliaire d'électricité.

En fonction de la puissance de conception de l'éolienne, les matériaux et composants nécessaires sont sélectionnés :

• Générateur d'une voiture pour 12 volts et une batterie de voiture.
• Régulateur de tension convertissant le courant alternatif de 12 à 220 volts.
• Grand conteneur. Un seau en aluminium ou un pot en acier inoxydable fonctionne mieux.
• Un relais retiré du véhicule peut être utilisé comme chargeur.
• Vous aurez besoin d'un interrupteur 12 V, d'une lampe de charge avec contrôleur, de boulons avec écrous et rondelles, ainsi que de pinces métalliques avec joints caoutchoutés.
• Câble tripolaire d'une section minimale de 2,5 mm 2 et un voltmètre conventionnel retiré de tout appareil de mesure.

Tout d'abord, le rotor est préparé à partir d'un récipient métallique existant - une casserole ou un seau. Il est marqué en quatre parties égales, des trous sont pratiqués aux extrémités des lignes pour faciliter la séparation en parties constitutives. Ensuite, le récipient est coupé avec des ciseaux métalliques ou un broyeur. Les pales du rotor sont découpées dans les ébauches résultantes. Toutes les mesures doivent être soigneusement vérifiées pour la conformité aux dimensions, sinon la structure ne fonctionnera pas correctement.

Ensuite, le côté de rotation de la poulie génératrice est déterminé. En règle générale, il tourne dans le sens des aiguilles d'une montre, mais il est préférable de vérifier cela. Après cela, la partie rotor est connectée au générateur. Pour éviter un déséquilibre dans le mouvement du rotor, les trous de montage dans les deux structures doivent être positionnés symétriquement.

Pour augmenter la vitesse de rotation, les bords des lames doivent être légèrement pliés. Avec une augmentation de l'angle de courbure, les flux d'air seront mieux perçus par l'installation rotative. En tant que lames, non seulement des éléments du conteneur coupé sont utilisés, mais également des pièces individuelles reliées à une pièce métallique en forme de cercle.

Après avoir fixé le conteneur au générateur, toute la structure résultante doit être complètement installée sur le mât à l'aide de pinces métalliques. Ensuite, le câblage est monté et assemblé. Chaque broche doit être branchée sur son propre connecteur. Une fois connecté, le câblage est attaché au mât avec du fil.

A la fin du montage, l'onduleur, la batterie et la charge sont connectés. La batterie est connectée avec un câble d'une section de 3 mm 2, pour toutes les autres connexions une section de 2 mm 2 est suffisante. Ensuite, l'éolienne peut être actionnée.

Option 2. Conception axiale d'une éolienne à l'aide d'aimants.

Les moulins à vent axiaux pour la maison sont une structure dont l'un des principaux éléments est constitué d'aimants en néodyme. En termes de performances, ils sont nettement en avance sur les unités rotatives conventionnelles.

Le rotor est l'élément principal de toute la structure de l'éolienne. Pour sa fabrication, un moyeu de roue de voiture complet avec disques de frein est le mieux adapté. La partie qui fonctionnait doit être préparée - nettoyée de la saleté et de la rouille, lubrifier les roulements.

Ensuite, vous devez correctement répartir et fixer les aimants. Au total, vous aurez besoin de 20 pièces, mesurant 25 x 8 mm. Le champ magnétique en eux est situé le long de la longueur. Même les aimants seront des pôles, ils sont situés sur tout le plan du disque, alternant à travers un. Ensuite, les avantages et les inconvénients sont déterminés. Un aimant touche alternativement les autres aimants sur le disque. S'ils s'attirent, alors le pôle est positif.

Avec un nombre accru de pôles, certaines règles doivent être respectées. Dans les générateurs monophasés, le nombre de pôles est le même que le nombre d'aimants. Dans les générateurs triphasés, un rapport 4/3 entre aimants et pôles et un rapport 2/3 entre pôles et bobines sont respectés. Les aimants sont installés perpendiculairement à la circonférence du disque. Un gabarit papier est utilisé pour les répartir uniformément. Tout d'abord, les aimants sont fixés avec de la colle forte puis enfin fixés avec de l'époxy.

Si nous comparons des générateurs monophasés et triphasés, les performances du premier seront légèrement inférieures à celles du second. Cela est dû aux fluctuations d'amplitude élevées dans le réseau en raison d'une sortie de courant instable. Par conséquent, des vibrations se produisent dans les appareils monophasés. Dans les conceptions triphasées, cet inconvénient est compensé par des charges de courant d'une phase à l'autre. Cela garantit qu'une valeur de puissance constante est toujours fournie dans le réseau. En raison des vibrations, la durée de vie des systèmes monophasés est nettement inférieure à celle des systèmes triphasés. De plus, les modèles triphasés n'ont aucun bruit pendant le fonctionnement.

La hauteur du mât est d'environ 6 à 12 m, il est installé au centre du coffrage et coulé avec du béton. Ensuite, une structure prête à l'emploi est installée sur le mât, sur laquelle la vis est fixée. Le mât lui-même est fixé avec des câbles.

Pales d'éoliennes

L'efficacité des éoliennes dépend en grande partie de la conception des pales. Tout d'abord, il s'agit de leur nombre et de leur taille, ainsi que du matériau à partir duquel les pales de l'éolienne seront fabriquées.

Facteurs affectant la conception des pales :

• Même le vent le plus léger peut propulser de longues pales. Cependant, une longueur trop importante peut ralentir la vitesse de rotation de la roue éolienne.
• L'augmentation du nombre total de pales rend la roue éolienne plus réactive. C'est-à-dire que plus il y a de pales, mieux la rotation démarre. Cependant, la puissance et la vitesse diminueront, rendant un tel appareil inadapté à la production d'électricité.
• Le diamètre et la vitesse de rotation de la roue éolienne influent sur le niveau sonore généré par l'appareil.

Le nombre de pales doit être compatible avec l'emplacement d'installation de l'ensemble de la structure. Dans les conditions les plus optimales, des pales correctement sélectionnées sont en mesure de fournir une efficacité maximale de l'éolienne.

Tout d'abord, vous devez déterminer à l'avance la puissance et les fonctionnalités requises de l'appareil. Afin de bien fabriquer une éolienne, vous devez étudier les conceptions possibles, ainsi que les conditions climatiques dans lesquelles elle sera exploitée.

En plus de la puissance totale, il est recommandé de déterminer la valeur de la puissance de sortie, également appelée charge de pointe. Il représente le nombre total d'instruments et d'équipements qui seront allumés simultanément avec le fonctionnement de l'éolienne. S'il est nécessaire d'augmenter cet indicateur, il est recommandé d'utiliser plusieurs onduleurs à la fois.

Eolienne DIY 24v - 2500 watts